Potentiometers Digiteach: Prionsabail, Rialú Beachtas, agus Comhtháthú Ciorcaid

Tá rialú comhartha aschuir réabhlóidithe ag poitéinsiméadair dhigiteacha trí fhriotaíocht bheacht, ríomhchláraithe a thairiscint i bhformáidí dlúth, buan.Murab ionann agus leaganacha meicniúla, soláthraíonn siad feidhmíocht sheasmhach faoi chreathadh, éilliú, agus athruithe teochta - oiriúnach do chórais uathoibrithe nua -aimseartha.Tá siad comhtháite in oscillators in-ríomhchláraithe, agus ceadaíonn siad tiúnadh minicíochta fíor-ama gan coigeartú láimhe, calabrú a shruthlíniú agus dílseacht comhartha a fheabhsú.Le comhéadain SPI/I²C, cuireann digipots cumhacht ar chórais leabaithe chun iompar aschur a bhainistiú go digiteach, ag trasnú na bearna idir líonraí friotóra traidisiúnta agus dearadh ciorcaid oiriúnaitheach, oiriúnaitheach.

Catalóg

Comhthuiscint ar phoitiméadair

Feidhmíonn an poitéinsiméadar ar choincheap an chúitimh, rud a cheadaíonn don idirghníomhaíocht idir voltas tomhaiste agus voltas aitheanta a bheith comhchuibhithe le cruinneas.Éascaíonn na hionstraimí seo, a dhéantar i gcineálacha AC agus DC, tomhas voltais, reatha agus friotaíochta a thomhas.Go háirithe, déanann an t -athraitheach AC measúnú ar mhaighnéadas freisin.Seasann an poitéinsiméadar digiteach amach mar gheall ar a mheicníocht rialaithe uimhriúil, ag soláthar buntáistí mar úsáid inoiriúnaithe, cruinneas coigeartaithe mín, oibriú gan teagmháil, torann laghdaithe, athléimneacht i gcoinne éillithe agus creathadh, agus íosmhéid cur isteach - gach pacáilte in aonad dlúth, durable a bhfuil an poitéinseal aige athsholáthar a dhéanamh ar chomhpháirtithe meicniúla i bhfeidhmchláir éagsúla.

Níos minice ná a mhalairt, tá comhéadan bus ag poitéinsiméadair dhigiteacha, rud a cheadaíonn do ríomhchláraitheacht trí chiorcad microcontroller nó loighic.Ligeann an inoiriúnaitheacht seo dóibh a bheith i bhfoirm i go leor feistí aschur ríomhchláraithe mar:

- Aimplitheoirí gnóthachain ríomhchláraithe

- Scagairí in -ríomhchláraithe

- Soláthairtí cumhachta cobhsaithe líneach in -ríomhchláraithe

- Ciorcaid rialaithe ton agus toirt

Tá an cumas seo cuimsithe san abairt "Cuir feistí aschur ar an mbus," ag léiriú rialú feidhmeanna aschuir ag microcontroller trí chóras bus.Tá an cosúlacht le poitéinsiméadair mheicniúla ina bprionsabail chomhroinnte, agus tá na cinn dhigiteacha mar chuid de ghléas frithsheasmhachta comhtháite trí chríochfort.Laistigh den chreat seo, marcálann VH, VL, agus VW róil na rannóige voltais mar na foircinn ard, íseal agus sleamhnáin, faoi seach;cé go léiríonn RH, RL, agus RW na coibhéisí in iarratais inchoigeartaithe inchoigeartaithe.

Cuimsíonn cumraíocht rialaithe digiteach an poitéinsiméadar ceithre phríomh -mhodúl ciorcaid dhigitigh:

- cuntar suas/síos

- Ciorcad díchódú

- Ciorcad Rialaithe a shábháil agus a athbhunú

- Cuimhne neamh-so-ghalaithe

Déanann an t -ionchur srathach agus na cuntair aschur comhthreomhara suas/síos a choigeartú go dinimiciúil trí phulsanna ionchuir agus comharthaí, sonraí carntha a bheathú chuig an gciorcad díchódú, an t -eagar lasc a bhainistiú, agus an chuimhne inmheánach a nuashonrú.Ní chuirtear ach feadán MOS amháin i ngníomh nuair a thagann deireadh leis an gcomhartha seachtrach cuisle nó roghnú sliseanna, ag cinntiú feidhmiúlacht sruthlínithe.

Tar éis briseadh cumhachta a fháil, coinníonn an chuimhne neamh-so-ghalaithe a suíomhanna.Ar athchóiriú cumhachta, cuimhníonn an poitéinsiméadar digiteach ar na sonraí rialaithe roimhe seo, ag caomhnú na socruithe friotaíochta.Mar sin féin, tá sé ríthábhachtach a thabhairt faoi deara go bhféadfadh an fhriotaíocht a bheith éagsúil ó luachanna réamh-mheasta go dtí go gcríochnóidh mionchoigeartú le linn luaineachtaí comhaireamh ionchuir, mar gheall ar an modh lasc de "Connect-thest-then-Disconnect.Dá bhrí sin, ag ailíniú le feidhmíocht poitéinsiméadar meicniúil agus a thréithe sainiúla a thaispeáint.

Oscillator in -ríomhchláraithe a thógáil ag baint úsáide as poitéinsiméadar digiteach

Is comhpháirteanna solúbtha iad poitéinsiméadair dhigiteacha (digipots) a úsáidtear go minic le haghaidh scagadh comhartha nó giniúint comhartha AC.I bhforbairt chiorcaid phraiticiúil, tá sé coitianta dul i ngleic le cásanna ina gcaithfear an mhinicíocht ascalaithe a choigeartú go dinimiciúil bunaithe ar riachtanais an chórais.Nuair a tharlaíonn sé seo, éiríonn meicníocht rialaithe minicíochta ríomhchláraithe riachtanach - go háirithe nuair is gá an dearadh a nuashonrú nó a chalabrú i bhfíor -am gan friotóirí a choigeartú go fisiciúil.

Forbhreathnú ar an dearadh ciorcaid

Tá an t-oscillator bunaithe ar thopology droichead Wien dé-óid-chobhsaithe, a bhfuil ar a chumas tonnta glan glan a ghiniúint ó thart ar 10 kHz suas le 200 kHz.Sa dearadh seo, cuirtear dhá phoitiméadair dhigiteacha ón sliseanna AD5142 in ionad na ngnáth -fhriotóirí seasta.Tá dhá bhealach in -ríomhchláraithe go neamhspleách le 256 céim friotaíochta sa AD5142, agus déantar é a rialú trí SPI.Tá an leagan I²C-chomhoiriúnach, AD5142A, oiriúnach freisin.Tacaíonn an dá rogha le raonta 10 kΩ agus 100 kΩ.

Baineann an ciorcad úsáid as an ADA4610-1 Precision OP-AMP, a thairgeann feidhmíocht iarnróid-go-iarnróid agus saobhadh íseal-a bhí tábhachtach chun tonn Sín cobhsaí a tháirgeadh.Tá dhá phéire comhpháirteanna mar na lúba aiseolais:

Is éard atá sa lúb aiseolais dhearfach ná R1a, R1B, C1, agus C2.

Tá an lúb aiseolais dhiúltach déanta suas de R2A, R2B, agus dhá dé -óid (D1 agus D2) ag an am céanna.

Is iad na cosáin aiseolais seo a chinneann an t -iompar ascalaithe.Braitheann an mhinicíocht go príomha ar fhriotaíocht R1a agus R1b, agus rialaíonn an lúb bunaithe ar dé-óid cobhsaíocht an aimplitiúid.

Ríomh minicíochta agus thus praiticiúil

Leanann an mhinicíocht ascalaithe (f) an fhoirmle seo:

F = 1 / (2πrc)

Sa chás go léiríonn R friotaíocht éifeachtach ríomhchláraithe an chainéil AD5142, agus is é C luach na dtoilleoirí cúplála (de ghnáth mar atá comhionann le C1 agus C2).

Sa phróiseas rialaithe digiteach, déantar an fhriotaíocht a choigeartú trí chód digiteach a sheoladh chuig an AD5142.Is é an fhoirmle don fhriotaíocht ná:

R = (d / 256) × rab

Anseo, is é D an luach ionchuir digiteach (0–255), agus is é RAB an raon friotaíochta iomlán (10 kΩ nó 100 kΩ ag brath ar roghnú).

Le linn tiúnadh praiticiúil, tá sé tábhachtach R1A agus R1b a mheaitseáil go beacht chun an ríomh minicíochta a choinneáil cruinn.Is féidir le neamhréir saobhadh nó éagobhsaíocht a thabhairt isteach in ascalaithe.

Cobhsaíocht aimplitiúid a bhainistiú

Tosaíonn ascalaithe nuair a chomhlíontar an coinníoll gnóthachain (R2 / R1 ≥ 2).I dtosach báire, is féidir é seo a bhaint amach tríd an aimplitheoir a ró -fhulaingt beagán, ach de réir mar a fhásann an comhartha, tosaíonn na dé -óidí sa lúb aiseolais dhiúltach ag stiúradh gach re seach.Cuireann sé seo isteach ar an ngnóthachan agus déanann sé an t -aimplitiúid a chobhsú.

Is féidir an t-aimplitiúid a mhionchoigeartú trí R2 a choigeartú, go háirithe R2B, a oibríonn i gcomhar le réamh-voltas agus tréithe reatha an dé-óid.Is é an sprioc ná aschur buaice seasmhach a bhaint amach gan an tonnfhoirm a chliseadh.

Má tá R2B socraithe ró -íseal (m.sh., giorraithe), seasann an t -aschur thart ar ± 0.6 V. Má tá sé ró -ard, d'fhéadfadh ascaluithe laghdú nó stopadh go hiomlán.Is gá é seo a choigeartú i incrimintí beaga - go háirithe nuair a bhíonn digipot 100 kΩ á úsáid - ag breathnú ar chruth na dtonnfhoirm agus an aimplitiúid ar oscilloscope i bhfíor -am.

Torthaí samplacha agus cruinneas minicíochta

Ag baint úsáide as digipot dé-chainéil 10 kΩ, cruthaíodh trí mhinicíocht ar leith:

KHZ (Friotaíocht: 8 kΩ)

KHZ (Friotaíocht: 4 kΩ)

102 kHz (Friotaíocht: 670 ω)

Léirigh na trí mhinicíocht corrlach earráide laistigh de ± 3%.Mar sin féin, ag minicíochtaí níos airde mar 200 kHz, d'ardaigh an earráid go dtí thart ar 6%, mar gheall ar theorainneacha bandaleithead inmheánach an poitéinsiméadar digiteach.

Le linn na tástála, ba léir gur féidir le bandaleithead inmheánach an Digipot - go háirithe ag suíomhanna friotaíochta níos ísle - sláine comhartha a dhíghrádú.Déan tagairt i gcónaí don chuar bandaleithead vs.

Dúshláin Sioncrónaithe agus Slabhra Daisy

Dúshlán amháin a bhaineann le dhá bhealach digiteacha ar leith a úsáid (do R1A agus R1B) is ea an easpa tacaíochta nuashonraithe comhuaineach.Nuair a chaithfidh an dá fhriotóir athrú ag an am céanna, bíonn éagothroime shealadach mar thoradh ar chláir sheicheamhacha, rud a fhéadfaidh a bheith mar thoradh ar shruth minicíochta nó glitches.

Chun é seo a sheachaint, smaoinigh ar úsáid a bhaint as poitéinsiméadar digiteach le cumas Daisy-slabhra-mar an AD5204.Ligeann sé seo don dá luach friotaíochta a nuashonrú i dtimthriall clog amháin, ag seachaint stáit éagobhsaí idirmheánacha.Tá an ghné seo thar a bheith úsáideach in iarratais ina gcaithfidh léimneach minicíochta a bheith réidh agus rialaithe go docht.

Poitéinsiméadar digiteach i gcodarsnacht le tiontaire digiteach-go-hanalog

Nuair a bhaineann sé le haschuir aschuir a eagrú go digiteach, tá ról ag dhá phríomh-ionstraim i do bhosca uirlisí: an poitéinsiméadar digiteach agus an tiontaire digiteach-go-Analog (DAC).Leas a bhaint as charm digiteach chun damhsa a dhéanamh le comharthaí aschuir, ag cur ar chumas rialú agus cúbláil mhóra.Le poitéinsiméadar digiteach, is féidir leat an voltas aschur a fhíorú le hábhar do chroí, agus osclaíonn DACS na geataí chun an sruth agus an voltas a choigeartú.

Tá triplet de naisc aschur ag poitéinsiméadair dhigiteacha: biorán dearfach, bioráin lár (aschur aschur), agus biorán talún - buneilimintí a threoraíonn sreabhadh na srutha.Tá bioráin dhearfacha ag DACS, lena sraith féin de naisc riachtanacha, ag ailíniú leis an voltas tagartha dearfach, bioráin lár a fhreagraíonn don aschur DAC, agus biorán talún ar féidir leis é féin a chur ar an talamh nó ailíniú leis an deireadh voltais tagartha diúltach.

D/tiontaire

Caitheann an DAC struchtúr teaghrán friotóra nó ailtireacht dréimire R-2R mar armúr.Leis an teaghrán friotóra, déanann ionchuir DAC siansa lasca, ag roinnt an voltais tagartha trí eagar friotóirí a mheaitseáladh go cúramach.Sa chumraíocht R-2R, damhsaí voltais tagartha dearfach trí fhriotóirí atá faoi rialú lasc chun sruth a tháirgeadh, a fhaigheann glacadh leis an aimplitheoir aschuir, agus é á athrú ina aschur voltais.

Ba chóir do dhearthóirí, le DAC ar láimh, a bheith ina gcónaí ar shonraí - calafort sraitheach/comhthreomhar, réiteach, speictream na gcainéal ionchuir, agus eisíocaíochtaí airgeadais.Is féidir le córais ocras le haghaidh tapaidh dul i dtreo comhéadain chomhthreomhara.D'fhéadfadh cásanna comhfhiosach nó dúshlánach a bheith ag baint le calafort sraithuimhir 3-sreang nó 2-sreang, ag laghdú comhaireamh bioráin go substaintiúil, leis an gcéad damhsa suas le 26 MHz i gcumarsáid agus an dara ceann ag an dara ceann ag 3.4 MHz.Rún an DAC Waltzes le cruinneas, arna shainmhíniú le giotán-tugann sampla 18-giotán rialú íogair 9.54μV do gach LSB, atá riachtanach chun rialuithe tionsclaíocha a stiúradh mar chórais róbatacha nó innill.Mar sin féin, is ionann poitéinsiméadair dhigiteacha agus 10 ngiotán le 1024 céim.Is féidir leis an DAC, a labhraíonn ailtireacht, ilphléacs a óstáil taobh istigh de shlis amháin;Féuch an MAX5733 lena 32 DACS ag canadh gach duine i gcomhchuibheas 16-giotán.Déan é a chur i gcodarsnacht le poitéinsiméadair dhigiteacha a chuireann caipín ar 6 chainéal, arna gcló ag DS3930.

Tá solúbthacht ag teacht chun cinn mar fhoinsí DAC nó sruthanna doirteal;Ceadaíonn aimplitheoir, Mosfet P-chainéil, agus friotóir tarraingthe suas sa MAX5550 suas le 30mA de thiomáint aschuir.Tairgeann an MAX5547 poitéinseal tóin poill 3.6 MA trí aimplitheoir inmheánach, MOSFET N-chainéil, agus friotóir tarraingthe anuas.Maidir le séanadh aschuir chúnta, tugann roinnt DACanna cuireadh do aimplitheoirí seachtracha chuig a seomra.Is iondúil go n-insíonn aimplitheoirí atá tógtha isteach costais DAC, ach de réir mar a bhíonn na DACanna nua ag laghdú, tá an chasm airgeadais ag laghdú de réir a chéile.

Poitéiméadar digiteach

Cruthaíonn poitéinsiméadar digiteach friotaíocht trí dhraíocht ionchuir dhigiteach.Déanann an friotóir digiteach 3-críochfort i bhfigiúr é féin a athdhíriú i roinnteoir voltais inchoigeartaithe le friotaíocht seasta ó cheann go ceann.Cumraithe mar fhriotóir athraitheach 2-críochfort, nascann an uirlis seo a sconna lár le luascán idir foircinn ard nó íseal nó lingsíonn sé go sona sásta.Murab ionann agus DACS, nascann an potentiometer críochfoirt H go díreach le teirminéil APEX nó bonnvoltais.

Agus poitéinsiméadar digiteach á roghnú agat, déan grinnscrúdú ar choigeartuithe líneach vs logartam, líon na sconnaí, na leibhéil sconna, cuimhne neamh-luaineach, gnéithe airgeadaíochta, agus comhéadain rialaithe ina bhfuil incrimint/laghduithe, cnaipe, SPI, agus I2C.Tarchuireann an poitéinsiméadar digiteach trí chalafoirt sraithe mar I2C agus SPI, ag léiriú iompar DAC, agus cuireann sé rialú incrimint/laghdaithe 2-sreang ar fáil.Leagann aimplitheoir inmheánach tiontaire D/A óna chéile, ag scagadh a charm i róil tiomána íseal -bacainní.

Roghnú DAC/Potentiometer

Laistigh de go leor iarratas, tá an rogha idir DAC agus poitéinsiméadar fós le feiceáil.Is minic a bhíonn córais rialaithe mótair, braiteoirí agus robots ag iarraidh an DAC a fháil dá n-allure ardtaifigh.Fearainn ardluais, amhail bunstáisiúin agus méadair, a bhíodh ag iarraidh comhéadain chomhthreomhara le luas agus le cruinneas.Idir an dá linn, is fearr le poitéinsiméadair líonraí aiseolais aimplitheoirí a dhéanamh trína gcuid elegance líneach agus a fhreastalaíonn go maith orthu i dtiomnachtaí le haghaidh coigeartuithe toirte foirfe le poitéinsiméadair logartamach.

Mar sin féin, is minic a thagann dúshláin chun cinn, rud a fhágann go bhfuil an cinneadh fogged i neamhchinnteacht.Iarratais an lae inniu go débhríoch idir ailínithe DAC agus digití poitéinsiméadar.Déanann rialú an tiománaí faoi stiúir MAX1553 an aincheist seo a dhoimhniú, agus an sruth faoi stiúir á stiúradh ag a voltas DC ionchuir BRT agus friotaíocht an chiall reatha-d'fhéadfadh ceachtar den dá rogha an ensemble seo a chomhchuibhiú.

Ceisteanna coitianta [CCanna]

1. Tuiscint a fháil ar fheidhmiúlacht poitéiméadar digiteach

Déanann poitéinsiméadar digiteach, ar a dtugtar friotóir digiteach uaireanta, aithris ar fheidhm a chontrapháirt mheicniúil ach feidhmíonn sé ag úsáid comharthaí digiteacha agus lasca leictreonacha.Nuair a dhúntar lasc amháin, leagann sé síos suíomh an 'cuimilteora' agus sainmhíníonn sé an luach friotaíochta, ag tairiscint beachtais a chuireann an fiosracht agus an sásamh cosúil le bhfreagra casta a réiteach.

2. Potentiometer: Analógach nó Digiteach?

Feidhmíonn poitéinsiméadar mar chnaipe simplí a thairgeann friotaíocht athraitheach.Is féidir le bord Arduino an fhriotaíocht seo a léamh mar chomhartha aschuir, ag deachtú ráta blinking LED go minic.Is féidir le hidirghníomhaíocht shimplí den sórt sin an-áthas ar chruthaitheacht a spreagadh agus an turgnamh praiticiúil a dhéanamh.

3. Iniúchadh a dhéanamh ar na cineálacha éagsúla poitéinsiméadair

- Potentiometers líneach

- poitéinsiméadair rothlacha

- Potentiometers membrane (dá ngairtear "potaí boga," atá ar fáil i bhfoirmeacha líneacha agus rothlacha araon)

4. Iarratais poitéinsiméadair i bhfeistí laethúla

Is minic a fhaigheann poitéinsiméadair a n -áit i réimse rialú gléas leictreach, amhail toirt trealaimh fuaime a choigeartú.I bhfeistí cosúil le luamhán stiúrtha, feidhmíonn siad mar thrasduchtóirí suímh, ag tabhairt cuireadh do bhraistint rialaithe agus do chruinneas a sheasann lenár mian dúchasach tionchar a imirt ar an domhan digiteach.

5. Dúshláin a bhíonn roimh phoitiméadair

Míbhuntáiste suntasach amháin is ea an gá atá le fórsa suntasach na teagmhálacha sleamhnáin nó an 'cuimilteoir' a bhogadh, rud a fhéadann caitheamh agus cuimilt a bheith mar thoradh air, ag meabhrú aosaithe dosheachanta.Féadann sé seo saolré, bandaleithead an fheiste a theorannú, agus cuireann sé isteach ar luchtú inertial, ag spreagadh machnaimh cosúil le frithsheasmhacht an tsaoil féin.